2001-2010 年十年化學賽題重組卷年十年化學賽題重組卷 13 元素化學（元素化學（d、ds 區(qū)元素）區(qū)元素）【初賽要求初賽要求】1、離子方程式的正確書寫。2、鹵素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、錫、鉛、硼、鋁。堿土金屬、堿金屬、稀有氣體。鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、銀、金、鋅、汞、鉬、鎢。過渡元素氧化態(tài)。氧化物和氫氧化物的酸堿性和兩性。常見難溶鹽。氫化物的基本分類和主要性質。常見無機酸堿的形態(tài)和基本性質。水溶液中的常見離子的顏色、化學性質、定性檢出（不使用特殊試劑）和分離。制備單質的一般方法。【決賽要求決賽要求】元素化學描述性知識達到國際競賽大綱三級水平。Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.941 9.01222.99 24.3139.1040.0885.47 87.62132.9 137.3223 22644.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.00 19.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210 210210 126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn元素周期表RfDbSgBhHsMt第第 1 題（題（5 分）分）閱讀如下信息后回答問題：元素 M，其地殼豐度居第 12 位，是第 3 種蘊藏最豐富的過渡元素，是海底多金屬結核的主要成分，是黑色金屬，主要用途：煉鋼，也大量用來制作干電池，還是動植物必需的微量元素。1M 的元素符號是 。2M 的最重要礦物的化學式是 。3M 的三種常見化合物是 、和 。第第 2 題（題（6 分）分）市場上出現(xiàn)過一種一氧化碳檢測器，其外觀像一張塑料信用卡，正中有一個直徑不到2cm 的小窗口，露出橙紅色固態(tài)物質。若發(fā)現(xiàn)橙紅色轉為黑色而在短時間內(nèi)不復原，表明室內(nèi)一氧化碳濃度超標，有中毒危險。一氧化碳不超標時，橙紅色雖也會變黑卻能很快復原。已知檢測器的化學成分：親水性的硅膠、氯化鈣、固體酸 H8Si(Mo2O7)628H2O、CuCl22H2O 和 PdCl22H2O（注：橙紅色為復合色，不必細究）。2-1 CO 與 PdCl22H2O 的反應方程式為：。2-2 題 2-1 的產(chǎn)物之一與 CuCl22H2O 反應而復原，化學方程式為：.2-3 題 2-2 的產(chǎn)物之一復原的反應方程式為：。第第 3 題（題（6 分）分）下圖摘自一篇新近發(fā)表的釩生物化學的論文?；卮鹑缦聠栴}：3-1 此圖釩化合物的每一次循環(huán)使無機物發(fā)生的凈反應（的化學方程式）是：3-2 在上面的無機反應中，被氧化的元素是 ；被還原的元素是 。3-3 次氯酸的生成被認為是自然界的海藻制造 CCl 鍵的原料。請舉一有機反應來說明。3-4 試分析圖中釩的氧化態(tài)有沒有發(fā)生變化，簡述理由。La Ce Pr Nd Pm Sm Eu G d Tb Dy Ho Er Tm Yb LuAc Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm M d No Lr第第 4 題（題（10 分）分）某不活潑金屬 X 在氯氣中燃燒的產(chǎn)物 Y 溶于鹽酸得黃色溶液，蒸發(fā)結晶，得到黃色晶體Z，其中 X 的質量分數(shù)為 50。在 500mL 濃度為 0.10mol/L 的 Y 水溶液中投入鋅片，反應結束時固體的質量比反應前增加 4.95g。X 是 ；Y 是 ；Z 是 。(寫化學式）推理過程如下：第第 5 題題（7 分）分）已探明我國錳礦儲量占世界第三位，但富礦僅占 6.4%，每年尚需進口大量錳礦石。有人設計了把我國的菱錳礦（貧礦）轉化為高品位“菱錳礦砂”的綠色工藝。該工藝首先將礦砂與硫酸銨一起焙燒，較佳條件是：投料比 m(NH4)2SO4/mMnCO31.5；焙燒溫度 450oC；焙燒時間 1.5 小時。5-1 寫出焙燒反應方程式：5-2 其次，將焙燒產(chǎn)物轉化為高品位的“菱錳礦砂”，寫出反應方程式：5-3 若焙燒溫度過高或時間過長，將導致什么結果？5-4 從物料平衡角度看，生產(chǎn)過程中是否需要添加(NH4)2SO4？說明理由。第第 6 題題(11 分分)把紅熱的玻棒插入橙紅色固體 A 中，A 受熱后噴射出灰綠色粉末 B 和無色無味氣體 C。鎂在 C 中加熱生成灰色固體 D。B 在過量的 NaOH 溶液中加熱溶解，得到綠色溶液 E。將適量 H2O2加入 E 中，加熱，得到黃色溶液 F。F 酸化后變?yōu)槌壬芤?G。向 G 中加入 Pb(NO3)2溶液，得到黃色沉淀 H。6-1 寫出 A、B、C、D、E、F、G 和 H 的化學式。A B C D E F G H 6-2 寫出由 E 轉變?yōu)?F，F(xiàn) 轉變?yōu)?G，G 轉變?yōu)?H 的離子方程式。E 轉變?yōu)?F F 轉變?yōu)?G G 轉變?yōu)?H 6-3 A 中的金屬元素 M 可以形成 MO2和 ZnM2O4,它們均為磁性材料，廣泛用于制作磁帶和磁盤。分別寫出 MO2和 ZnM2O4中 M 的價電子組態(tài)。6-4 A 中的金屬元素 M 可以形成不同形式的羰基化合物或者羰基陰離子，按照 18 電子規(guī)則畫出 Na2M2(CO)10的陰離子結構，指出 M 的氧化態(tài)。第第 7 題（題（18 分）分）用黃銅礦煉銅按反應物和生成物可將總反應可以寫成：CuFeS2SiO2O2CuFeSiO3SO2 事實上冶煉反應是分步進行的。黃銅礦在氧氣作用下生成硫化亞銅和硫化亞鐵；硫化亞鐵在氧氣作用下生成氧化亞鐵，并與二氧化硅反應生成礦渣；硫化亞銅與氧氣反應生成氧化亞銅；硫化亞銅與氧化亞銅反應生成銅。7-1 寫出上述各個分步反應（，）的化學方程式。7-2 給出總反應方程式的系數(shù)。7-3 據(jù)最新報道，有一種叫 Thibacillus ferroxidans 的細菌在氧氣存在下可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽。反應是在酸性溶液中發(fā)生的。試寫出配平的化學方程式。7-4 最近我國學者發(fā)現(xiàn)，以精 CuFeS2礦為原料在沸騰爐中和 O2(空氣)反應,生成物冷卻后經(jīng)溶解、除鐵、結晶，得到 CuSO45H2O，成本降低了許多。實驗結果如下：沸騰爐溫度/560580600620640660水溶性 Cu/%90.1291.2493.5092.3889.9684.23酸溶性 Cu/%92.0093.6097.0897.8298.1698.19生成物酸溶性 Fe/%8.566.723.462.782.372.28回答如下問題：（1）CuFeS2和 O2主要反應的方程式為 （2）實際生產(chǎn)過程的沸騰爐溫度為 600620?？刂品磻獪囟鹊姆椒ㄊ牵?）溫度高于 600620生成物中水溶性 Cu（%）下降的原因是第第 8 題（題（12 分）分）已知在 K2CrO4的溶液中存在著如下的平衡：2CrO42+2H+Cr2O72+H2O，平衡常數(shù) K=1014 8-1 淺黃色難溶化合物 BaCrO4和過量的硫酸作用后，能產(chǎn)生白色沉淀，則有關的離子方程式為：8-2 向 K2Cr2O7溶液中加入 Pb(NO3)2并充分攪拌后，溶液的 pH 明顯降低，其原因是：8-3 用 0.05mol K2Cr2O7配制成 1 L K2CrO4溶液，其中 Cr2O72的濃度小于 105mol/L。則配制時除 K2Cr2O7、H2O 外還用到的試劑是：，溶液的 pH 應：8.5(填大于、等于或小于多少)。8-4 在堿性(c OH=1 mol/L)介質中鉻和過氧化氫分別有如下的元素電勢圖：2442220.120.81.4CrOCr(OH)Cr(OH)Cr0.0650.87OHOOH 指出把 H2O2寫成 HO2的原因。若向 KCr(SO4)2溶液中，加過量的 NaOH 和過量的H2O2，寫出 HO2參與反應的離子方程式為：第第 9 題（共題（共 9 分）分）一種硫酸銅(II)溶液含 CuSO4質量百分數(shù) 15.00%，其密度為 1.169 g/mL，取 25.00 mL 該溶液，往其中加入過量濃氨水，生成一種深藍色溶液。冷卻該溶液析出深藍色沉淀，過濾、干燥后得到 6.127 g 深藍色固體。取 0.195 g 該固體產(chǎn)物，用 0.1036 mol/L 的 HCl 標準溶液測定其中 NH3含量，共消耗 30.63 mL HCl 溶液。取 0.150 g 該固體用 0.0250 mol/L 的 EDTA 溶液滴定測定其中銅（II）含量，耗用 EDTA 溶液 24.43 mL，將 0.200 g 該固體在 110溫度下加熱脫水得到 0.185 g 的無水產(chǎn)物。9-19-1 計算在原始 CuSO4溶液中 Cu2+的物質的量濃度，25.00 mL 該溶液中含 Cu2+的物質的量；9-29-2 計算所制得的深藍色化合物中，NH3,Cu2+,H2O,SO的質量百分含量；24 9-39-3 依據(jù)（2）中計算結果，確定化合物的化學式。第第 10 題（共題（共 8 分）分）向含有 Fe2的溶液中加入 NaOH 溶液后生成藍綠色沉淀，該沉淀在空氣中放置一段時間后變成棕色，過濾后，用鹽酸溶解棕色沉淀得黃色溶液。用離子方程式解釋下列各實驗現(xiàn)象：10-1 向該黃色溶液中加入幾滴 KSCN 溶液則溶液立即變紅；10-2 往該紅色溶液中通入 SO2則紅色消失；10-3 向此溶液中再滴入 KMnO4溶液，則 KMnO4紫色褪去；10-4 最后加入黃血鹽（K4 Fe(CN)6）溶液時,生成藍色沉淀。第第 11 題（題（8 分）分）NiO 晶體為 NaCl 型結構，將它在氧氣中加熱，部分 Ni 將氧化為 Ni3+,成為 NixO(x1)。今有一批 NixO，測得密度 為 6.47gcm-3,用波長=154pm 的 X 射線測得立方晶胞衍射指標為111 的衍射角=18.71。（Ni 的原子量為 58.70）11-1 計算 NixO 的立方晶胞參數(shù) a 11-2 計算 x 值，并標明 Ni 的氧化數(shù)的化學式 11-3 Ni 晶體中，O2-的堆積方式怎樣？Ni 在堆積中占據(jù)那種空隙？占有率多少？